(57)【要約】【課題】電源電圧が低くても、アンテナ等の電子回路の受信性能を向上させることができる電子機器を提供すること。【解決手段】バイアス回路７に、供給される電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ２６と、制御回路８から出力されたＰＷＭ信号を平滑して直流電圧に変換する平滑回路２７と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の出力端子に一端が接続された抵抗Ｒ２と、抵抗Ｒ２の他端にコレクタ端子が接続されると共に、平滑回路２７の出力端子にベース端子が接続され、平滑回路２７から出力された直流電圧に基づいてコレクタ−エミッタ間の抵抗値を可変するバイポーラトランジスタ２９とを設け、抵抗Ｒ２の他端とバイポーラトランジスタ２９のコレクタとの接続点から整合回路６の第１、第２のバラクタダイオードＶＤ１、ＶＤ２にバイアス電圧を供給し、同調周波数を制御するように構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路と、前記電子回路との整合を行う可変容量素子を有した整合回路と、前記可変容量素子にバイアス電圧を供給するバイアス回路と、前記バイアス回路のバイアス電圧をパルス幅変調信号により制御する制御回路とを備え、
前記バイアス回路は、
供給される電圧を昇圧する昇圧回路と、
前記制御回路から出力されたパルス幅変調信号を平滑して直流電圧に変換する平滑回路と、
前記昇圧回路の出力端に一端が接続された抵抗と、
前記抵抗の他端に出力端が接続され、前記平滑回路の出力端に制御入力端が接続され、前記平滑回路から出力された直流電圧に基づいて出力端とグランドとの間の抵抗値が変化する可変抵抗部とを設け、
前記抵抗の他端と前記可変抵抗部の出力端との接続点から前記バイアス電圧を供給することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記可変抵抗部は、バイポーラトランジスタ、ユニポーラトランジスタ、またはＰＩＮダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記可変抵抗部は、バイポーラトランジスタであり、前記昇圧回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータであり、
前記バイポーラトランジスタは、コレクタに前記抵抗の他端が接続され、エミッタに前記グランドが接続され、ベースにバイアス抵抗を介して前記平滑回路が接続されており、前記ベース−エミッタ間の電圧に応じて前記コレクタ−エミッタ間の抵抗値が変化することを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記電子回路は、信号受信用アンテナであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子機器。
【請求項５】
前記信号受信用アンテナは、フィルム基板と前記フィルム基板の表面に設けられた放射導体とからなることを特徴とする請求項４に記載の電子機器。
【請求項６】
携帯可能であると共に、前記信号受信用アンテナが地上デジタルテレビジョン放送信号の受信機能を有することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ等の電子回路との整合を行う整合回路を備えた電子機器に係り、特にバッテリによって駆動する携帯用の電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バッテリ駆動の携帯用の電子機器として、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）により整合回路に出力されるバイアス電圧を可変させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この電子機器は、ＰＷＭ信号を出力する制御回路と、制御回路から出力されたＰＷＭ信号を直流電圧に変換する平滑回路と、可変容量ダイオード、容量、抵抗等を含んだ整合回路とを備えて構成されている。そして、電子機器は制御回路から出力されたＰＷＭ信号を平滑回路で直流電圧に変換した後、バイアス電圧として可変容量ダイオードに印加することで共振周波数を可変させている。
【特許文献１】特開２００７−２７４６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記したような携帯用の電子機器においては、小型化および軽量化が望まれており、駆動電源として電子機器内には小型のバッテリが内蔵されることが想定される。しかしながら、従来の電子機器において、小型のバッテリを使用した場合には、電源電圧が低いため、平滑回路を介して可変容量ダイオードに印加されるバイアス電圧が低くなり、アンテナの利得が低減すると共に、チューニング帯域が狭くなるという問題があった。
【０００４】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、電源電圧が低くても、アンテナ等の電子回路の受信性能を向上させることができる電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電子機器は、電子回路と、前記電子回路との整合を行う可変容量素子を有した整合回路と、前記可変容量素子にバイアス電圧を供給するバイアス回路と、前記バイアス回路のバイアス電圧をパルス幅変調信号により制御する制御回路とを備え、前記バイアス回路は、供給される電圧を昇圧する昇圧回路と、前記制御回路から出力されたパルス幅変調信号を平滑して直流電圧に変換する平滑回路と、前記昇圧回路の出力端に一端が接続された抵抗と、前記抵抗の他端に出力端が接続され、前記平滑回路の出力端に制御入力端が接続され、前記平滑回路から出力された直流電圧に基づいて出力端とグランドとの間の抵抗値が変化する可変抵抗部とを設け、前記抵抗の他端と前記可変抵抗部の出力端との接続点から前記バイアス電圧を供給することを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、バッテリ等の電源電圧から出力された電圧が昇圧回路により昇圧され、当該昇圧電圧が抵抗と可変抵抗部とにより分圧され、バイアス電圧として可変容量素子に供給される。よって、低電圧のバッテリ駆動の電子機器であっても、可変容量素子に高い電圧を供給することができ、可変容量素子の容量を大きく可変し、電子回路の利得を維持しつつチューニング帯域を広くすることができる。また、パルス幅変調信号を利用してバイアス電圧を制御しているため、可変容量素子の容量を精度よく可変制御することができる。
【０００７】
上記電子機器において、前記可変抵抗部は、バイポーラトランジスタ、ユニポーラトランジスタ、またはＰＩＮダイオードで構成することができる。
【０００８】
上記電子機器において、前記可変抵抗部は、バイポーラトランジスタであり、前記昇圧回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータであり、前記バイポーラトランジスタは、コレクタに前記抵抗の他端が接続され、エミッタに前記グランドが接続され、ベースにバイアス抵抗を介して前記平滑回路が接続されており、前記ベース−エミッタ間の電圧に応じて前記コレクタ−エミッタ間の抵抗値が変化する構成とすることができる。
【０００９】
また本発明は、上記電子機器において、前記電子回路は、信号受信用アンテナであることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、信号受信用アンテナと当該信号受信用アンテナに接続される受信回路および／または送信回路とを整合させることができ、信号受信用アンテナの利得を維持しつつチューニング帯域を広げることができる。
【００１１】
上記電子機器において、前記信号受信用アンテナは、フィルム基板と前記フィルム基板の表面に設けられた放射導体とから構成することができる。
【００１２】
また本発明は、上記電子機器において、携帯可能であると共に、前記信号受信用アンテナが地上デジタルテレビジョン放送信号の受信機能を有することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、小型の携帯機器に、受信性能を悪化させることなく地上デジタルテレビジョン放送信号の受信機能を付加することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高電圧の電源電圧を用いることなく、電子回路に供給するバイアス電圧の可変幅を拡大でき、バイアス電圧の最大値を大きくすることができるため、アンテナ等の電子回路の受信性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る電子機器の構成図である。なお、本実施の形態においては、電子機器に請求項に記載の電子回路として信号受信用アンテナ素子を適用した構成を例示して説明するが、この構成に限定されるものでない。例えば、請求項に記載の電子回路として、携帯機器のPA（Power Amplifier）入力回路を適用してもよい。この場合、PAが周波数の異なる複数のApplicationが共用する、或いはPA出力レベルにより入力Matching状態が変わるとき、常に最適なMatching状態になるよう、Matching回路を細かく制御するのが好ましい。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態に係る電子機器１は、小型チューナブルアンテナからなるアンテナ装置２を備えており、このアンテナ装置２の同調周波数をメインボードＰＣＢ側から制御できるように構成されている。アンテナ装置２は、信号受信用アンテナ素子５と、信号受信用アンテナ素子５の基端側に設けられた整合回路６とで主に構成されている。
【００１７】
メインボードＰＣＢは、整合回路６の一端となるアンテナ装置２の入出力端子１１にチューニングライン１２を介して接続し、アンテナ装置２にバイアス電圧を印加するバイアス回路７と、バイアス回路７に接続し、バイアス電圧を制御する制御回路８と、図示しない受信回路とを有している。受信回路のＲＦ端子１３には、直流カットコンデンサＣ１を介してチューニングライン１２のメインボードＰＣＢ側の端部が接続されている。
【００１８】
信号受信用アンテナ素子５は、地上デジタルテレビジョン放送信号を受信可能であり、誘電体材料からなるフィルム基板５ａと、フィルム基板５ａの表面に設けられたミアンダ形状を有する放射導体５ｂとで構成されている。なお、信号受信用アンテナ素子５としてミアンダ形状のアンテナパターンを有するものに限定されるものではなく、例えば、ループ形状、ヘリカル形状のアンテナパターンを有するものを使用してもよい。
【００１９】
整合回路６は、信号受信用アンテナ素子５と受信回路とのインピーダンスを整合させるものであり、所望の周波数に同調するとともに、共振点を可変させることにより同調周波数を可変させる共振回路が組み込まれている。共振回路は、第１のバラクタダイオードＶＤ１、第２のバラクタダイオードＶＤ２、第１のインダクタＬ１により構成されている。
【００２０】
第１のバラクタダイオードＶＤ１のカソードにはチューニングライン１２に接続される入出力端子１１が接続され、第１のバラクタダイオードＶＤ１のアノードには第２のバラクタダイオードＶＤ２のアノードが接続されている。第２のバラクタダイオードＶＤ２のカソードには整合回路６と信号受信用アンテナ素子５とのマッチング用の第２のインダクタＬ２の一端が接続され、第２のインダクタＬ２の他端には信号受信用アンテナ素子５の給電点１６が接続されている。また、第１のバラクタダイオードＶＤ１のカソードおよび第２のバラクタダイオードＶＤ２のカソード間には、第１、第２のバラクタダイオードＶＤ１、ＶＤ２に対して並列に第１のインダクタＬ１が接続されている。
【００２１】
また、第１のバラクタダイオードＶＤ１のアノードおよび第２のバラクタダイオードＶＤ２のアノードの接続点は、交流カット用の第３のインダクタＬ３の一端に接続されている。なお、この第３のインダクタＬ３は、交流抵抗が大きい抵抗で代用することも可能である。また、第３のインダクタＬ３の他端は、メインボードＰＣＢに設けられた交流カット用の第１の抵抗Ｒ１を介してメインボードＰＣＢのグランドに接続されている。
【００２２】
制御回路８は、図示しないバッテリから２．８［ｖ］の電源電圧を取り込むと共に、図示しないＰＷＭ回路においてバイアス電圧指令値に応じたパルス幅のＰＷＭ信号を生成する。また、制御回路８は、直流端子２１に接続された電源電圧印加ライン２３を介してバイアス回路７に電源電圧を印加すると共に、交流端子２２に接続されたＰＷＭ信号出力ライン２４を介してバイアス回路７にＰＷＭ信号を出力する。
【００２３】
バイアス回路７は、制御回路８から出力されたＰＷＭ信号や電源電圧に応じてバイアス電圧を生成するものであり、制御回路８から出力された電源電圧を昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータ２６と、制御回路８から出力されたＰＷＭ信号を直流電圧に変換する平滑回路２７とを有して構成されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２６の入力端子には電源電圧印加ライン２３を介して制御回路８の直流端子２１が接続され、出力端子には第２の抵抗Ｒ２の一端が接続されている。第２の抵抗Ｒ２の他端にはバイポーラトランジスタ２９のコレクタ端子が接続されている。
【００２４】
平滑回路２７の入力端子にはＰＷＭ信号出力ライン２４を介して制御回路８の交流端子２２が接続され、出力端子には第３の抵抗Ｒ３の一端が接続されている。第３の抵抗Ｒ３の他端にはバイポーラトランジスタ２９のベース端子が接続され、バイポーラトランジスタ２９のエミッタ端子にはメインボードＰＣＢのグランドが接続されている。また、第２の抵抗Ｒ２の他端とバイポーラトランジスタ２９のコレクタ端子との接続点２５は、第４の抵抗Ｒ４を介してチューニングライン１２に接続されている。
【００２５】
バイポーラトランジスタ２９は、可変抵抗部として機能し、ベース−エミッタ間に印加された電圧に応じてコレクタ−エミッタ間の抵抗値が可変するように構成されている。例えば、本実施の形態においては、ベース−エミッタ間の電圧が０．７［ｖ］以上の場合にはコレクタ−エミッタ間の抵抗値が最少となり、ベース−エミッタ間の電圧が０．３［ｖ］以下の場合にはコレクタ−エミッタ間の抵抗値が最大となる。なお、可変抵抗部としてバイポーラトランジスタに限定されるものではなく、例えば、ユニポーラトランジスタまたはＰＩＮダイオード等を使用してもよい。
【００２６】
そして、制御回路８の交流端子２２からＰＷＭ信号が平滑回路２７に出力されると、ＰＷＭ信号は平滑回路２７により直流電圧に変換される。平滑回路２７から出力された直流電圧は、第３の抵抗Ｒ３を介してバイポーラトランジスタ２９のベース端子に印加され、バイポーラトランジスタ２９の抵抗値を可変させる。なお、本実施の形態に係る平滑回路２７は、整流回路を含んで構成してもよい。
【００２７】
また、制御回路８の直流端子２１から２．８［ｖ］の電源電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ２６に印加されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６において３．３［ｖ］以上に昇圧される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２６から出力された直流電圧は、第２の抵抗Ｒ２の抵抗値とバイポーラトランジスタ２９のコレクタ−エミッタ間の抵抗値とによって分圧され、第２の抵抗Ｒ２の他端とバイポーラトランジスタ２９のコレクタ端子との接続点２５に現れた電圧がバイアス電圧として第４の抵抗Ｒ４を介して第１、第２のバラクタダイオードＶＤ１、ＶＤ２に印加される。
【００２８】
そして、ＰＷＭ信号のパルス幅を大きくしてバイアス電圧を大きくすると、第１、第２のバラクタダイオードＶＤ１、ＶＤ２の容量が小さくなって信号受信用アンテナ素子５の同調周波数が上昇する。また、ＰＷＭ信号のパルス幅を小さくしてバイアス電圧を小さくすると、第１、第２のバラクタダイオードＶＤ１、ＶＤ２の容量が大きくなって信号受信用アンテナ素子５の同調周波数が低下する。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６で３．３［ｖ］以上に昇圧された電圧からバイアス電圧を生成しているため、バイアス電圧の可変幅が大きくなり、チューニング帯域を広くとることが可能となる。なお、３．３［ｖ］以上のバイアス電圧を得られれば本実施の形態に係る信号受信用アンテナ素子５として十分な性能を得ることが可能となる。
【００２９】
以上のように、本実施の形態に係る電子機器１によれば、バッテリ等の電源電圧から出力された電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ２６により昇圧され、第２の抵抗Ｒ２とバイポーラトランジスタ２９とにより分圧されてバイアス電圧として第１、第２のバラクタダイオードＶＤ１、ＶＤ２に印加される。よって、低電圧のバッテリ駆動の電子機器１であっても、第１、第２のバラクタダイオードＶＤ１、ＶＤ２に高い電圧を印加し、第１、第２のバラクタダイオードＶＤ１、ＶＤ２の容量を大きく可変させて、信号受信用アンテナ素子５の利得を維持しつつチューニング帯域を広くすることが可能となる。また、ＰＷＭ信号を利用してバイアス電圧を制御しているため、第１、第２のバラクタダイオードＶＤ１、ＶＤ２の容量を精度よく制御することができる。
【００３０】
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上説明したように、本発明は、電源電圧が低くても、アンテナ等の電子回路の受信性能を向上させることができるという効果を有し、特にバッテリによって駆動する電子機器に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る電子機器の実施の形態を示す図であり、電子機器の全体構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  電子機器
２  アンテナ装置
５  信号受信用アンテナ素子（電子回路）
５ａ  フィルム基板
５ｂ  放射導体
６  整合回路
７  バイアス回路
８  制御回路
２５  接続点
２６  ＤＣ／ＤＣコンバータ（昇圧回路）
２７  平滑回路
２９  バイポーラトランジスタ（可変抵抗部）
ＶＤ１  第１のバラクタダイオード（可変容量素子）
ＶＤ２  第２のバラクタダイオード（可変容量素子）
Ｌ１  第１のインダクタ
Ｌ２  第２のインダクタ
Ｌ３  第３のインダクタ
Ｒ１  第１の抵抗
Ｒ２  第２の抵抗（抵抗）
Ｒ３  第３の抵抗
Ｒ４  第４の抵抗
Ｃ１  直流カットコンデンサ
【図１】
2010124110.tif 000003